Galileo Ferraris e lo sviluppo della cultura politecnica in

Arcangelo Rossi
GALILEO FERRARIS E LO SVILUPPO DELLA CULTURA POLITECNICA IN ITALIA A
FINE '800 TRA TECNOLOGIA E FISICA MATEMATICA
Galileo Ferraris, nato a Livorno Vercellese (ora Livorno Ferraris) nel 1847 e morto a Torino nel
1897, si laureò in Ingegneria Civile a Torino alla fine del 1869. Nella tesi Sulle trasmissioni
telodinamiche di Hirn[695] discusse il tentativo di trasmissione a distanza dell'energia meccanica
mediante fili e carrucole messo in atto dall'ingegnere alsaziano citato da T. Kuhn come uno degli
autori della scoperta simultanea del principio di conservazione dell'energia[696]. Si rivela qui già la
forte motivazione civile dell'opera di Ferraris che, sebbene noncurante dei vantaggi economici
personali ricavabili dal proprio lavoro tecnico che lasciava invece aperto al pubblico utilizzo, era
comunque preoccupato del benessere collettivo che potesse praticamente derivarne. In particolare
egli preconizzò la possibilità di trasmettere l'energia idraulica dei torrenti pedemontani attraverso
congegni simili a quelli ipotizzati da Hirn, per risolvere il problema del fabbisogno energetico in
rapporto alla situazione effettiva del proprio paese, ricco di corsi d'acqua e povero di carbone.
Ferraris si inserisce in effetti in pieno nella generazione immediatamente successiva a quella che era
stata, sia pure in una piccola minoranza, protagonista diretta delle maggiori vicende del nostro
Risorgimento, e che, ereditandone lo spirito pubblico e l'impegno civile, lo indirizzava ora a compiti
di costruzione economica e sociale del paese. Il legame con la generazione risorgimentale, che aveva
unito un amor di patria spesso, ma non sempre (si pensi alle cinque giornate di Milano, a Brescia, a
Venezia, a Roma), circoscritto ad elite sociali ed intellettuali, con un'apertura internazionale spesso
legata alla stessa esperienza dell'esilio, è poi concretamente rappresentato dal fatto che fu suo
maestro e guida nella ricerca nel campo dell'elettrodinamica e dell'elettrotecnica Giovanni
Codazza[697], a sua volta allievo anche di Ottaviano Fabrizio Mossotti, che tra i primi in Italia aveva
impostato tali studi sul modello europeo, nel senso di un'accentuata matematizzazione ed un
impegno teorico che poi caratterizzeranno sempre la produzione del Ferraris, perfino nei suoi aspetti
più applicativi.
Altro aspetto storico-culturale rilevante dell'opera del Ferraris è la varietà degli interessi scientifici,
nel senso di una capacità di approfondimento specialistico, con contributi originali, di settori
scientifico-tecnologici diversi, cosa che era resa possibile dalla relativa maggiore dominabilità dei
campi rispetto agli sviluppi successivi. Mi riferisco in particolare ai suoi contributi diversi da quelli
relativi ai problemi della produzione e trasmissione dell'energia, in particolare dell'energia elettrica, e
più in particolare ai trasformatori e ai motori elettrici, cui è soprattutto consegnata la sua fama. Si
tratta dei suoi studi sulla teoria di Gauss sui sistemi di lenti, ridotta in forma geometrica e resa così
accessibile ed immediatamente applicabile[698], tanto da prospettare facili migliorie tecniche,
relative alle dimensioni degli strumenti ottici e alla loro maneggevolezza ed affidabilità[699]. Un
altro campo della fisica di cui si occupò in modo competente, l'acustica, dimostrando
sperimentalmente un principio di Helmholtz relativo all'indipendenza della tempera dei suoni dalle
fasi dei suoni componenti[700], ci riconduce poi alla sua spiccata passione e competenza musicale,
di profondo intenditore della musica del tempo, in particolare di quella wagneriana, cui lo inclinava
anche una sua particolare sensibilità per la cultura non solo scientifica ma anche artistico-letteraria
tedesca. La finezza culturale del Ferraris è peraltro testimoniata chiaramente dalla qualità della sua
scrittura, caratterizzata da grande proprietà linguistica e ricchezza di riferimenti, oltre che da
precisione e rigore scientifico.
Detto questo, non c'è dubbio che il contributo maggiore di Ferraris è nell'elettrodinamica e nelle sue
applicazioni, in cui egli espresse e sviluppò originalmente le caratteristiche della cultura scientifica e
tecnologica italiana del suo tempo. In particolare, non c'è dubbio che Ferraris risentì e sviluppò
l'egemonia culturale dei fisici matematici nella formazione della cultura politecnica italiana nel
secondo `800. E' noto che i padri fondatori e i primi direttori dei politecnici italiani dopo l'Unità
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furono grandi matematici e fisici matematici, Brioschi, Cremona, Dini, ecc.[701], secondo un
processo analogo a quanto era già peraltro avvenuto in Francia, dove la prima Scuola Politecnica era
sorta intorno alle figure di Largange, Laplace, Poisson, L. Carnot, ecc. E l'influenza di J. L.
Lagrange, torinese[702], si fece sentire soprattutto nella formazione del primo Politecnico italiano
dopo l'Unità, quello di Torino presso il quale, come si è detto, si addottorò il Ferraris. Il primo
triennio di corso era letteralmente mutuato dalla Facoltà di Scienze dell'Università, dove appunto
dominava la tradizione lagrangiana, che era peraltro presente anche nella componente più
applicativa, legata alla tradizione militare, il cui massimo esponente fu il generale e ministro Luigi
Menabrea[703]. La tecnologia era rigorosamente sotto il controllo della fisica matematica, attingendo
a rigorose considerazioni di principio e sviluppando metodi formali della più avanzata scienza fisicomatematica. Così Ferraris precisò per primo il funzionamento del trasformatore statico mostrando
che quello escogitato da Gaulard e Gibbs non poteva trarre, come essi pensavano, energia dal nulla,
ma a rigore aumentava solo, rispettando il principio di conservazione dell'energia, l'efficienza della
trasmissione di correnti alternate[704]. Così l'altro grande contributo di Ferraris, il motore asincrono,
nasceva da una ben precisa e sofisticata analogia fisico-matematica, sull'onda della teoria
elettromagnetica di Maxwell, tra il fenomeno della polarizzazione rotatoria della luce ottenuta con
due polarizzazioni piane opportunamente sfasate e il campo magnetico rotante dovuto a differenze di
fase opportune tra due campi perpendicolari di ugual frequenza, in modo da trasformare
spontaneamente l'elettricità in forza motrice, in un nuovo motore elettrico a corrente alternata più
efficiente di quelli tradizionali[705].
A tale proposito, è significativo che Ferraris non colse, aldilà della trattazione teorica e della messa a
punto del dispositivo, le sue grandi potenzialità applicative e, pur avendo avuto l'idea, immaginò
come sole applicazioni significative quelle di contatori per la misura del consumo dell'energia
elettrica, mentre l'assai più pratico inventore croato-americano N. Tesla, con alle spalle la grande
impresa elettrica americana Westinghouse, subito le colse, pur avendo avuto dopo l'idea, e forse solo
dopo essere venuto a sapere dei lavori del Ferraris[706]. In un certo senso il rigoroso studio teorico,
matematico faceva aggio sulla destrezza applicativa, anche se il merito di Ferraris fu, a differenza
che nel caso di A. Pacinotti di qualche anno prima, scavalcato dal Gramme nel riconoscimento
dell'invenzione della dinamo[707], riconosciuto subito, sia nel corso dell'Esposizione Internazionale
di Elettrotecnica di Francoforte del 1891 sia da parte della stessa Westinghouse, che offrì una
cospicua somma in denaro al Ferraris per acquistare i diritti d'invenzione. Significativamente, questi
rispose che metteva a disposizione di tutti, senza tenerle mai segrete, le sue ricerche, accettando solo
un dono simbolico in cambio della cessione dei diritti[708]. E' stato giustamente notato che mancava
a Ferraris lo stimolo economico imprenditoriale che sarà poi proprio di un Marconi, essendo in lui
prevalente l'interesse scientifico[709], che peraltro non escludeva affatto il riconoscimento del valore
delle applicazioni, e l'importanza dei vincoli e delle possibilità tecniche nello stesso sviluppo delle
teorie fisiche più astratte. E' ad esempio significativo che egli, perfino più nettamente dello stesso
Hertz, assumesse come più adeguata una rappresentazione di tipo energetico e continuo, di azione di
contatto, dei fenomeni del campo elettromagnetico rispetto ad una in termini di azione a distanza,
aldilà della almeno parziale loro equivalenza sperimentale, grazie ad un condizionamento che la
tecnologia opererebbe in tal senso su di noi, in un certo senso inducendoci, per così dire, ad
ontologizzare il modello fisico del campo[710].
Va comunque detto che, in un certo senso, nel contesto industriale arretrato italiano, dove la
sostanziale assenza di uno stato fornito di scarse risorse finanziarie era solo parzialmente compensata
dall'iniziativa di pochi lungimiranti imprenditori come C. Erba ed E. Cantoni che a Milano
contribuirono direttamente a finanziare gli studi di ingegneria, l'apporto di Ferraris più decisivo sul
lungo periodo fu la creazione di una scuola di elettrotecnica presso il R. Museo industriale di Torino
dove egli insegnava già fisica tecnica. I suoi corsi dal 1888 furono resi addirittura mutuabili al terzo
anno dagli studenti del Politecnico del Corso di Ingegneria Industriale, che potevano così ora
scegliere, a differenza che nel passato, tra elettrotecnica e chimica tecnologica. Con finanziamenti
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pubblici ridotti, nel quadro, per la precisione, del precedente finanziamento ordinario, Ferraris fece
miracoli anche attraverso uno sviluppo innovativo dei metodi di insegnamento[711]. Sviluppò il
calcolo vettoriale introdotto già dall'allievo di Maxwell O. Heaviside[712] nello studio delle
grandezze elettriche sinusoidali, con risultati di grande potenza e semplicità, potendo affrontare
problemi complicati con un formalismo semplice e astratto, tanto da renderli facilmente e
rapidamente accessibili senza eccessive complessità matematiche. Si tratta comunque anche in
questo caso del portato di una tradizione fisico-matematica di grande rigore, tanto che si può
considerare la Teoria geometrica dei campi vettoriali da lui dettata per gli studenti del Museo e uscita
postuma[713] una magistrale esposizione dei fondamenti del calcolo e dell'analisi vettoriale
nell'ottica che sarà poi propria della scuola del Peano[714]. Ciò conferma dunque, se ce ne fosse
bisogno, il profondo legame del Ferraris con la tradizione del suo ambiente culturale e scientifico
nell'affrontare i nuovi compiti della formazione tecnologica, nello spirito appunto rigoroso ed astratto
della tradizione fisico-matematica torinese. Di questa egli evidenziava infatti le capacità di
formazione scientifica innovativa anche nei confronti di nuovi campi di studio come l'elettrotecnica,
in vista dello stesso sviluppo industriale, fornendo ad essa appunto una base di trattazione di grande
semplicità, essenzialità e maneggevolezza. Si esprimeva così anche nell'eccezionale impegno
didattico lo spirito pubblico di servizio che sempre caratterizzò nel senso migliore della tradizione
postrisorgimentale l'opera di Galileo Ferraris.
[695] Cfr. G. Ferraris, Opere, Milano, Hoepli, 1902-4, vol. III, pp. 1-72.
[696] Cfr. T. S. Kuhn, Energy Conservation as an Example of Simultaneous Discovery, in H. Guerlac
(ed.), Critical Problems in the History of Science, Madison, The University of Wisconsin Press,
1959, p. 31.
[697] Cfr. R. Ferola, Codazza, Giovanni, in Dizionario Biografico degli Italiani, 26, Roma 1982, pp.
568-70.
[698] Cfr. G. Ferraris, Le proprietà cardinali degli strumenti diottrici, in Opere cit., vol. III, pp.
73-262.
[699] Cfr. G. Ferraris, Sui cannocchiali con obiettivo composto di più lenti a distanza, ibidem, pp.
263-87.
[700] Cfr. G. Ferraris, Di una dimostrazione del principio di Helmholtz sulla tempera dei suoni..., in
Opere cit., vol I, pp. 81-90.
[701] Cfr. R. Maiocchi, Il ruolo delle scienze nello sviluppo industriale italiano, in AA. VV., Storia d'
Italia, Annali 3, Scienza e tecnica, Einaudi, Torino, 1980, pp. 863-999.
[702] Cfr. J. Itard, Lagrange, Joseph Louis, in Dictionary of Scientific Biography, VII, N. York,
Scribner's Sons, pp. 559-73.
[703] Cfr. B. A. Boley, Menabrea, Luigi Federico, ibidem, IX, pp. 267 s.
[704] Cfr. G. Ferraris, Ricerche teoriche e sperimentali sul generatore secondario di Gaulard e Gibbs,
in Opere cit., vol. I, pp. 163-254.
[705] Cfr. G. Ferraris, Rotazioni elettrodinamiche prodotte per mezzo delle correnti alternate,
ibidem, pp. 336-48.
[706];Cfr. L. Firpo, Galileo Ferraris, in Gente di Piemonte, Milano, Mursia, 1983, p. 236.
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[707] G. Ferraris stesso ricorda l' episodio in Sulla illuminazione elettrica, Conferenza terza, in
Opere cit., vol. II, pp. 60 s.
[708] Cfr. L. Firpo, op. cit., pp. 236 ss.
[709] Cfr. G. Giuliani, Il Nuovo Cimento, Novant' anni di fisica in Italia 1855-1944, Pavia, La
Goliardica Pavese, 1966, pp. 15-8.
[710] Ibidem, pp. 47-54.
[711] Cfr. A. Ferraresi, Nuove industrie, nuove discipline, nuovi laboratori: la Scuola superiore di
elettrotecnica di Torino (1886-1914), in AA. VV., Innovazione e modernizzazione in Italia fra Otto e
Novecento, Milano, Franco Angeli, pp. 376-494.
[712] Cfr. C. Suesskind, Heaviside Oliver, in Dictionary of Scientific Biography cit., VI, 211 s.
[713] Cfr. G. Ferraris, Opere cit., vol. I, pp. 389-492.
[714] Cfr. F. Fava, Il contributo dell' Accademia allo sviluppo della Geometria, in AA. VV., I due
primi secoli della Accademia delle scienze di Torino, Torino 1985, pp. 58 ss.
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